CN102258376B - 具有跟踪特征的手持x射线系统接口 - Google Patents
具有跟踪特征的手持x射线系统接口 Download PDFInfo
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Abstract
在一个实施例中,X射线系统(10)包括手持X射线接口装置(38)。该手持X射线接口装置(38)包括无线接口(76),其用以与成像系统(12)通信;和跟踪装置(144),其配置成提供位点和/或跟踪该手持X射线接口装置(38)相对该成像系统(12)的移动,其中该手持X射线接口装置(38)的位点或跟踪的移动传送至该成像系统(12)以作为该成像系统(12)的至少一个控制功能的输入。
Description
技术领域
本文公开的主旨涉及X射线成像系统并且更具体地涉及使用手持接口装置的X射线成像系统。
背景技术
X射线系统在例如医院等医疗环境中广泛采用。典型,在可能的地方X射线技术人员位于远离照射位置(position of exposure),并且常常在屏蔽障碍物后以避免或减少辐射照射。常常X射线系统包括照射开关或手动开关,其连到电线、与X射线系统的控制台进行信号通信并且其允许技术人员从远处、有时在检查室外执行该照射(例如通过按手动开关上的按钮)。
经受X射线检查的患者常常因为各种原因而安置在困难或者尴尬位置。技术人员必须相应地调整X射线系统。然而,当技术人员不在物理上靠近X射线系统时,技术人员要与X射线系统互动可能是困难的。此外,技师技术人员必须在每次照射之间回到控制台来分析成像数据并且确定患者是否适当地定位,或者X线X射线源是否与探测器恰当地对齐。在试图获取最佳图像时技术人员可能不得不让患者受到不必要的照射。因此,需要手动开关装置设置来克服这些困难。
发明内容
根据一个实施例,X射线系统包括成像系统。该成像系统包括X射线辐射源、X射线图像接收器、用于控制该X射线辐射源的控制电路以及无线接口。该X射线系统还包括手持接口装置,其配置成与成像系统无线通信。该成像系统配置成跟踪手持接口装置的位点(location)以及使用该位点作为该成像系统的至少一个控制功能的输入。
根据另一实施例,X射线系统包括手持X射线接口装置。该手持X射线接口装置包括无线接口,其用于与成像系统通信;和跟踪装置,其配置成提供位点和/或跟踪手持X射线接口装置相对成像系统的移动,其中手持X射线接口装置的位点或跟踪的移动传送至成像系统作为成像系统的至少一个控制功能的输入。
根据另一实施例,一种用于跟踪手持接口装置位点的方法包括:在成像系统和手持接口装置之间建立无线通信,该成像系统包括X射线辐射源、X射线检测器、用于控制该X射线辐射源的控制电路以及第一无线接口,该手持接口装置包括用于与成像系统无线通信的第二无线接口;和跟踪装置,其配置成提供位点和跟踪手持接口装置的移动。该方法还包括传输手持接口装置相对成像系统的位点或跟踪的移动。
附图说明
当下列详细说明参照附图(其中相似的符号在整个附图中代表相似的部件)阅读时,本发明的这些和其他的特征、方面和优势将变得更好理解,其中:
图1是根据本技术的方面配备的固定X射线系统的透视图;
图2是根据本技术的方面配备的移动X射线系统的透视图;
图3是在图1和2中的X射线系统的图解概况;
图4是在图1和2中的手持接口装置的透视图;
图5是在图1和2中的另一个手持接口装置的透视图;
图6是在图4中的手持接口装置的图解概况;
图7是在图5中的手持接口装置的图解概况;
图8是根据本技术的方面的由手持接口装置接收的系统运行数据的图解概况;
图9是根据本技术的方面的由手持接口装置接收和发送的用户输入和用户输入命令的图解概况;
图10是根据本技术的方面的在离彼此的期望距离外的成像系统和手持接口装置的透视图;
图11是根据本技术的方面的追随手持接口装置的成像系统的透视图;
图12是根据本技术的方面、通过手持接口装置而使得成像系统的X射线源移动的透视图;
图13是根据本技术的方面的响应于手持接口装置而实行成像序列的成像系统的透视图;
图14是根据本技术的方面使用手持接口装置确定各种照射参数的透视图;
图15是根据本技术的方面确定X射线源和图像接收器之间的正交性的透视图;
图16是根据本技术的方面的在手持接口装置上显示的各种患者数据的透视图;
图17是根据本技术的方面的用于使用手持接口装置成像的期望区域的选择的透视图;
图18是根据本技术的方面的用于操作手持接口装置的方法的流程图;
图19是根据本技术的方面的用于操作手持接口装置的另一个方法的流程图;
图20是根据本技术的方面的用于在手持接口装置上查看患者数据的方法的流程图;
图21是根据本技术的方面的用于追踪手持接口装置的位点的方法的流程图。
具体实施方式
一般参照图1,表示X射线系统,一般由标号10引用。在图示的实施例中,该X射线系统10可以是数字或模拟X射线系统。该X射线系统10根据本技术设计成不仅采集原始图像或图像数据并且处理该图像数据用于显示(在数字X射线系统中)。
在图1中图示的实施例中,X射线系统10包括成像系统12。该成像系统12包括架空管支撑臂(overhead tube support arm)14,其用于相对于患者20和图像接收器22来放置例如X射线管等辐射源16和准直器18。在模拟X射线系统10中,该图像接收器22可包括射线照相胶片和暗盒、磷光屏和计算机射线照相暗盒(computed radiography cassette)或其他装置。在数字X射线系统中,该图像接收器22可包括数字X射线检测器。该成像系统12还可包括拍摄装置24以帮助便于辐射源16和准直器18的放置。此外,在一个实施例中,该成像系统12可与患者台26和壁架28中的一个或两个一起使用以便于图像采集。特别地,该台子26和壁架28可配置成收容图像接收器22。例如,图像接收器22可放置在台子26的上表面、下表面或中间表面上,并且患者20(更具体地,患者20的感兴趣的解剖)可置于图像接收器22和辐射源16之间的台子26上。并且,该壁架28可包括也适应于收容该图像接收器22的收容结构30,并且患者20可邻近壁架28放置以使图像或图像数据能够通过图像接收器22被采集。该收容结构30可沿壁架28垂直移动。
同样在图1中描绘的,成像系统12包括工作站32和显示器34。在一个实施例中,该工作站32可包括或提供成像系统12的功能性使得用户36通过与该工作站32互动可控制该源16和检测器22的操作(在数字X射线系统10中)。在其他实施例中,成像系统12的功能可分散,使得成像系统12的一些功能在该工作站32执行,而其他功能由X射线系统10的另一个部件进行,例如手持接口装置38等。该手持接口装置38配置成由用户36拿着并且与成像系统12无线通信。该手持接口装置38还配置成使成像系统12为照射(exposure)作准备并且启动照射。成像系统12配置成无线地传送系统运行数据到手持接口装置38并且手持接口装置38配置成基于该数据提供运行状态的用户可检测指示。在一个实施例中,手持接口装置38(例如40)简单地设计成准备并且启动照射,以及设计成接收系统运行数据并且提供该数据的指示。注意成像系统12和手持接口装置38可利用任何适合的无线通信协议,例如IEEE 802.15.4协议、超宽带(UWB)通信标准、蓝牙通信标准或任何IEEE 802.11通信标准等。
在另一个实施例中,手持接口装置38(例如42)配置成在启动X射线照射序列之前接收用于操作成像系统12的用户输入命令(例如,改变X射线源设定值或沿壁架28移动收容结构30)并且无线地传送命令给成像系统12。例如,成像系统12可包括扬声器44以响应于来自手持接口装置42的信号传送患者可听见的命令给患者20。该扬声器44可位于操作员工作站34上、靠近辐射源16、在台子26中或另一个位点。响应于从手持接口装置42无线接收命令,成像系统12执行命令。并且,手持接口装置42包括用户可视屏幕46并且配置成接收并且显示患者数据在该屏幕46上。成像系统12配置成传送患者数据或指令到手持接口装置42。在一个实施例中,工作站32可配置成在医疗设施的网络48、例如医院信息系统(HIS)、放射信息系统(RIS)和/或图片存档通信系统(PACS)等上用作指令和/或内容的服务器,并且提供这些指令和/或内容到手持接口装置42。备选地,网络48可直接与手持接口装置42无线通信。
此外,手持接口装置42可配置成由成像系统12跟踪。成像系统12配置成跟踪手持接口装置42的位点和/或移动并且使用位点和/或移动作为输入以控制系统12的至少一个功能(例如,X射线源16的移动)。
在一个实施例中,成像系统12可以是设置在固定的X射线成像室中的固定式系统,例如在图1中大体上描绘并且在上文关于图1描述的那样。然而,将意识到本公开的技术在其他实施例中可能还与其他成像系统(包括移动X射线单元和系统)一起被采用。
例如,如在图2的X射线系统中图示的,成像系统12可移动到患者恢复室、急诊室、手术室或任何其他空间以实现患者20的成像而不要求运送患者20到专用的(即,固定的)X射线成像室。成像系统12包括移动X射线基站50和图像接收器22。如上文提到的,X射线系统10可以是数字的或模拟的。在一个实施例中,支撑臂52可沿支撑柱54垂直移动以便于相对于患者20来放置辐射源16和准直器18。此外,该支撑臂52和支撑柱54中的一个或两个可还配置成允许辐射源16绕轴线旋转。该X射线基站50如上文描述的那样还可包括拍摄装置24以协助辐射源16和准直器18的定位,以及包括扬声器44以传送患者可听见的命令。另外,该X射线基站50包括位于基本单元56、柱54或臂52上或位于X射线基站50的另一个位点上的扬声器。此外,该X射线基站50具有用于移动该站50的有轮子的底座58。
患者20可位于在X射线源24和图像接收器22之间的床60(或轮床、台子或任何其他支撑)上并且受到通过患者20并且由胶片、磷光屏或其他介质接收的X射线。在使用数字X射线系统10的成像序列期间,检测器22接收通过患者20的X射线并且传送成像数据到基本单元56。检测器22与基本单元56通信。基本单元56容纳系统电子电路62,其从检测器22获得图像数据并且在适当配备的情况下可处理数据以形成期望的图像。另外,在数字或模拟X射线系统10中,系统电子电路62提供并且控制到X射线源16和有轮底座58的功率。基本单元56还具有操作员工作站32和显示器34,其使用户36能够操作X射线系统10。操作员工作站32可包括按钮、开关或其类似物以便于X射线源16和检测器22的操作。
与在图1中的X射线系统10相似,成像系统12的功能可由手持接口装置38执行。如上文描述的,成像系统12和手持接口装置38配置成互相无线通信。另外,手持接口装置38可以如上文描述的那样配置成与医疗设施网络48无线通信。如上文,用户36可利用手持接口装置40,其设计成准备并且启动照射以及接收系统运行数据并且提供该数据的指示。备选地,用户36可利用手持接口装置42(上文描述的)以输入用于操作成像系统12(例如,移动X射线基站50)的用户命令。另外,手持接口装置42包括用于显示患者数据、图像数据(在数字系统10中)、指令以及其他信息的屏幕46。此外,手持接口装置42可配置成被跟踪,如上文描述的。手持接口装置42的跟踪可提供输入给X射线基站50以追随手持接口装置42,如下文描述的那样。X射线基站50具有当装置不在使用中时用于手持接口装置38的支持架(holder)或托架(cradle)64。该托架64可配置成通过导电充电触点或用例如电感或电容充电等无接触方法对手持接口38的电池充电。
图3图解图示在图1和2中描述的X射线系统10,特别地数字X射线系统10,尽管下文的说明中的一些也适用于模拟X射线系统10。如在图3中图示的,X射线系统10包括邻近准直器18放置的X射线辐射源16。也称为准直器照明器(collimator light)的光源66放置在X射线源16和准直器18之间。准直器18允许辐射流68或光引导到对象或受检者(例如患者20等)所位于的特定区域。辐射的一部分70通过受检者或通过受检者周围并且撞击图像接收器或数字X射线检测器22。如本领域内技术人员将意识到的,在数字X射线系统10中的检测器22将在它的表面上接收的X射线光子转换为较低能量的光子,并且随后转换为电信号,其被采集并且处理以重建在受检者内的特征的图像。在准直器18中的准直器照明器66将光引导到X射线光子将通过的相同区域上并且可以用于在照射之前定位患者20。准直器照明器66可以采用在成像系统12上或在手持接口装置38上的用户输入来打开和关闭。
此外在数字X射线系统中,检测器22耦合于检测器控制器72,其命令在检测器22中产生的信号的采集。该检测器控制器26还可执行各种信号处理和滤波功能,例如用于动态范围的初调、数字图像数据的交叉(interleaving)等等。该检测器控制器26响应于通过无线接口76从控制电路74无线传送的信号。一般来说,控制电路74命令成像系统12的操作以执行检查规程并且处理采集的图像数据(在数字X射线系统10中)。在本上下文中,控制电路74还包括信号处理电路(典型地基于程序化的通用或专用数字计算机),以及关联装置,例如光学存储装置、磁性存储装置或固态存储装置,其用于存储由计算机的处理器执行的程序和例程以实行各种功能性,以及用于存储配置参数和图像数据,还包括接口电路等等。
在数字和模拟X射线系统10两者中,辐射源16由控制对于检查序列的信号的控制电路74控制。例如,控制电路74可以阻止辐射源16的运行(如果正确的检查状况不存在的话)。另外,控制电路74控制电源78,其供应电力给辐射源16、光源66、拍摄装置24以及控制电路74。接口电路80便于提供电力给辐射源16、光源66、拍摄装置24以及控制电路74。该电源78还提供电力给移动驱动单元82(在移动X射线系统中)以驱动X射线基站50的有轮底座58的移动。
在图1中图示的实施例中,控制电路74链接到至少一个输出装置,例如显示器或打印机34等。该输出装置可包括标准或专用计算机监视器和关联的处理电路。一个或多个操作员工作站34可进一步链接在系统中用于输出系统参数、请求检查、查看图像(在数字X射线系统10中)等。一般来说,在系统内供应的显示器、打印机、工作站和相似装置可对于成像部件是本地的,或可远离这些部件,例如在机构或医院内的别处或在完全不同的地方,它们通过例如互联网、虚拟专用网等一个或多个可配置网络链接到成像系统12。控制电路74还可链接到扬声器44,其提供例如测位信号(locator signal)或患者可听见的命令等可听信号。
通过无线接口76,成像系统12与手持接口装置38无线通信。控制电路74向手持接口装置38提供系统运行数据(例如,阻止辐射源的运行)、从来自检测器22的图像数据重建的图像(在数字X射线系统10中)、由拍摄装置24产生的患者20的图像和患者数据以及其他信息。手持接口装置38无线地传送信号以准备并且启动照射和用于操作成像系统12的其他命令以及装置38相对于系统12的位点和/或移动。除从成像系统12接收患者数据和/或指令外,手持接口装置38从医疗设施的网络48无线接收患者信息和/或指令(例如,要进行的成像序列)。医疗设施网络48包括PACS 84、RIS 86和/或HIS 88以提供信息和/或指令。网络48还可传送患者信息和/或指令给成像系统12,其可然后提供信息和/或指令给手持接口装置38。
如上文提到的,手持接口装置38可包括装置40的简单实施例以准备并且启动照射,以及接收系统运行数据并且提供该数据的指示。另外,手持接口装置40配置成提供成像系统12的运行状态的用户可检测指示。图4图示图1和2的手持接口装置40。手持接口装置40包括外壳90,其适当地确定尺寸为使用户的手能拿下。手持接口装置40可以配置成与单个X射线系统10配对。手持接口装置40配置成提供成像系统12的运行状态的用户可检测指示。手持接口装置40包括位于装置40顶部94的准备/照射按钮92。该准备/照射按钮92可采用多种方式操作。在一个实施例中,第一次按按钮92可使X射线系统10为照射作准备(即,将辐射源16装在内的转子开始旋转)。第二次按按钮92可启动由X射线系统10的照射。如果X射线系统10没有完成照射准备,可阻止按钮92按第二次。备选地,按钮92可部分地按到第一位置以使X射线系统10为照射作准备并且进一步按到第二位置以启动照射。如果X射线系统10没有完成照射准备,可阻止按钮92按到第二位置。在任一个实施例中,按钮92配置成当X射线源16的运行被阻止时不命令系统启动照射。手持接口装置40还包括设置在外壳90上的准直器照明器按钮96。按下该准直器照明器按钮96可命令系统激活或去激活准直器照明器66。手持接口装置40配置成当不使用时进入睡眠。按下准备/照射92和/或准直器照明器按钮96还可使装置40从睡眠模式转变到运行模式。在其他实施例中,手持接口装置40可包括用于其他特征的另外的按钮。
手持接口装置40还可包括一个或多个发光二极管(LED)以指示成像系统12的运行状态。例如,手持接口装置40可包括电力状态(电池状态)LED98以指示装置40的电力水平。该电力状态LED98可采用多种方式指示装置40的电力状态。例如,该电力状态LED98可仅当装置40具有充足电力时发光。如果装置40具有低电力,LED98可闪烁或不发光。备选地,LED98可仅当手持接口装置40的电力低时发光。在另外的备选项中,LED98可对装置40的特定电力状态发出特定颜色,例如绿色用于充足电力和红色用于低电力。手持接口装置40还可以包括用于向X射线源16和/或成像系统12的移动驱动单元82供电的电池或电源78的充电状态LED100。该LED100可设计成与电力状态LED98相似地起作用以指示电源78的状态。手持接口装置40还包括X射线照射LED102以指示由成像系统12的照射什么时候发生。装置40的LED102在照射期间发光。LED101可以指示对于成像系统12的阻止(当前防止照射启动)。LED103可以指示无线通信正在发生。这些LED的组合可以指示无线手持接口装置40在与成像系统12进行关联或配对的过程中或已经完成与成像系统12的关联或配对。备选实施例可包括另外的LED以提供系统运行数据的指示。手持接口装置40还包括扬声器104。该扬声器104可以在照射发生期间提供可听见的音调或音调序列。并且,扬声器104可提供如下文描述的测位信号的可听音调。
图5图示包括相似和另外特征的图1和2的手持接口装置42。手持接口装置42可基于或包括个人数字助理、多用途蜂窝电话或其他手持装置。手持接口装置42包括外壳90,其适当地制成尺寸以使用户的手能拿下。手持接口装置42可以配置成与单个X射线系统10配对以提供成像系统12的运行状态的用户可检测指示。另外,手持接口装置42配置成接收用于操作成像系统12的用户输入命令以及患者数据和/或指令。此外,手持接口装置42配置成使装置42的位点和/或移动由成像系统12跟踪以由系统12使用以将其用作系统12的一个或多个控制功能的输入。手持接口装置42包括屏幕46和按钮与LED的组合以与成像系统12交互。屏幕46配置成显示系统运行数据和X射线系统或照射设定值。例如,屏幕46可显示例如千伏峰值设定值106、毫安设定值108或例如毫安-秒设定值等其他设定值等照射参数。屏幕46可包括代表系统运行数据的一个或多个图标110。例如,图标110可代表对X射线源16和/或移动驱动单元82的电源78的充电状态、装置42的电力状态、X射线系统10对于照射的准备就绪、阻止X射线源16、照射在进行中、无线链路连接和其他运行数据。屏幕46还配置成显示患者数据、指令和图像。手持接口装置42还可如关于装置40描述的那样包括LED以指示系统运行数据。例如,当照射在进行中时LED112可发光。
另外手持接口装置42可包括按钮114和116,其可以是实际可压低的开关、触摸屏的区域或任何其他适合的用户界面。按钮114和116可用于输入对于成像系统12的命令以执行。当按下时,这些命令可用于多个功能,包括准备和启动由系统12的照射、操作准直器照明器66、输入该装置42关于系统12的位点(例如,计算源到图像的距离)和其他功能。当阻止X射线源16的操作时,按钮114和116当用作准备/照射按钮时可不被按下。
另外,手持接口装置42的屏幕46可包括触摸屏以允许用户与系统12界面连接和输入用于操作该系统12的命令。屏幕46可允许用户从多种模式选择以操作成像系统12。例如,屏幕46可包括上文描述的照射参数106和108以及箭头118以改变照射参数106和108的设定值。代替按钮114和116,屏幕46可用于准备和启动系统12以进行照射。此外,手持接口装置42包括扬声器/记录器120。该扬声器120在照射期间提供可听音调。并且,该扬声器104可提供如下文描述的测位信号的可听音调。此外,扬声器104可充当麦克风,或可提供单独的麦克风(未示出)并且该装置配置成充当记录器以允许用户口授语音输入。该语音输入然后可由装置42和/或在X射线系统10、HIS、RIS或PACS中记录并且与X射线成像序列关联。
图6图示手持接口装置40的图解概况。手持接口装置40包括控制电路122以控制装置40的各种功能以及包括无线接口124以与成像系统12通信。该无线接口124可利用任何适合的无线通信协议,例如IEEE802.15.4协议、超宽带(UWB)通信标准、蓝牙通信标准或任何IEEE802.11通信标准等。该控制电路122包括处理器126以处理通过该无线接口124从系统12接收的各种信号。另外,处理器126从输入装置接收输入信号并且产生将通过该无线接口124传送到系统12的命令信号。该控制电路122还包括存储器128用于存储由处理器126执行的程序和例程,以及手持接口装置40的配置参数。处理器126和存储器128连接到接口电路130,其与手持接口装置40的输入和输出装置交互以从输入装置接收输入信号并且传送输出信号到输出装置和/或无线接口124。
控制电路122用电源132来供电并且与电源132通信。电源132可以是可充电电池(例如,薄膜电池)。电源132包括充电接口134,其配置用于当手持接口装置40位于充电器(例如,X射线基站50的托架64)中时对电源132充电。充电托架64可以通过导电充电触点或通过电感或电容无接触充电方法对手持接口装置40的电源132充电。备选地,电源132可包括光伏电池以对手持接口装置40充电。此外,电源132可包括收集射频能或压电能的装置(例如,微机电系统(MEMS)装置)。
接口电路130通过无线接口124从系统12接收系统运行数据并且传送该数据到处理器126。一旦数据被处理,信号由处理器126产生并且通过接口电路130传送到输出装置。例如,手持接口装置40可从成像系统12接收用于查找装置40的命令。扬声器104可响应于该命令产生测位信号。扬声器104还可当照射正发生时产生用户可听音调。如果手持装置40离开充电托架64有一小段时间则扬声器104可产生可听音调。并且,如上文描述的,各种LED136可发光以提供系统运行状态的指示给用户。此外,除照射的可视和可听指示外,手持接口装置40包括震动马达138以震动并且提供照射事件在进行中的触觉指示。
手持接口装置40还提供命令给成像系统12。例如,如上文描述的,装置40可包括准直器照明器按钮96以激活或去激活准直器照明器66,以及包括准备/照射按钮92以准备和启动用系统12的照射。从这些按钮140、92和96接收的输入信号产生命令信号,其被无线传送到系统12用于执行。除描述用于操作装置40的输入和输出装置外,手持接口装置40可包括其他装置142。例如,其他装置142可包括如下文描述的跟踪装置或闪光灯。
图7图示手持接口装置42的图解概况。手持接口装置42包括与在图6中的实施例相似的控制电路122、电源132和无线接口124。然而,存储器128还能够存储从成像系统12传送的图像(在数字X射线系统10中)、从系统12或网络48接收的患者数据和/或指令、系统运行数据(例如,要在图像序列中嵌入的剂量面积乘积)和用户输入(例如,要与成像序列关联的可听录音)。如上文描述的,手持接口装置42包括一个或多个LED136以提供成像系统12的系统运行数据的用户可检测指示。
手持接口装置42还包括屏幕46以例如采用如在图5中示出的图标110的形式来显示系统运行数据。系统运行数据还可采用其他形式在屏幕46上显示(例如,文本或数字形式)。例如照射参数设定值106和108可在屏幕46上呈现。屏幕46还可包括能够编码通过触摸进行的输入的触摸屏46。例如在触摸屏46上的动作(例如,按压在图5中的触摸屏46上显示的箭头)可以是用户输入。在一些实施例中,该动作可解释为多点动作。通过拍摄装置24或网络48接收的患者20的图像也可在屏幕46上显示。备选地,患者20的静止图像或患者20的解剖区域(anatomicalregion)的一般图像也可在屏幕46上显示。用户可能够通过触摸在触摸屏46上的解剖的部分来输入关于要成像的患者20的解剖的位点,如下文描述的。
并且,如上文描述的,装置42可包括扬声器/记录器120。该扬声器120允许在照射期间输出可听音调或音调序列。另外,扬声器120可响应于来自成像系统12的命令输出测位信号来查找装置42。扬声器120还允许对可记录并且存储在存储器128中用于与X射线图像序列关联的用户口授的语音输入进行录音。并且,该用户口授语音输入可通过无线接口124传送到成像系统12以被发出用于被承受X射线成像的患者20听见。
如上文提到的,手持接口装置42可包括按钮114和116以允许用户做出各种输入。例如,按钮114和116可用于准备和启动照射或操作准直器照明器66。备选地,这些功能以及其他功能可使用经由触摸屏46的输入来实行。按钮114和116可与手持接口装置142的其他装置结合使用。例如,该装置可包括跟踪装置144。跟踪装置144可包括各种惯性测量单元,例如加速计、磁强计、倾斜仪和/或陀螺仪。这些惯性测量单元允许在3D坐标系中跟踪该装置42的相对位置和转动。成像系统12配置成跟踪如通过无线接口124从跟踪装置144接收的装置42的位点和/或移动。装置42的位点和/或移动用作对系统12的控制功能的输入。跟踪装置144可与另一个输入装置(例如,按钮114和116或触摸屏46)一起使用以记录装置42的一个或多个位点以允许系统12计算各种系统运行参数或建立期望的成像序列。此外,跟踪装置144可由成像系统12使用以监测手持接口装置42在系统12的操作范围内的存在。如果手持接口装置42移动到系统12的操作范围外,系统12可发送命令给装置42以通过扬声器120产生可听音调。
与装置40相似,手持接口装置42除上文描述的用于操作装置42的输入和输出装置外可包括其他装置142。所有这些装置可单独或结合使用以接收用于操作成像系统12的输入命令并且传送这些命令到系统12用于执行。
如上文提到的,手持接口装置38配置成接收从成像系统12无线地传送的系统运行数据并且基于该数据提供成像系统运行状态的用户可检测指示。图8图示由成像系统12由手持接口装置38接收的示范性类型的系统运行数据146。图示的类型的系统运行数据146仅是示例并且其他类型的系统运行数据146可被呈现。当手持接口装置38不能由用户找到时,系统运行数据146包括测位信号148。其他系统运行数据146包括X射线源设定值150。这些可包括千伏峰值设定值、毫安设定值和毫安-秒设定值。系统运行数据146包括剂量面积乘积152。该剂量面积乘积152反映关于每个图像序列的辐射剂量,以及辐射的组织体积。还包括当前照射154的执行。当照射执行154结束时系统12停止传送该特定系统运行数据146。当阻止X射线源16运行时,装置38接收X射线源阻止156,如上文描述的。此外,系统运行数据146包括对于成像系统12的电源78的系统充电状态158,该电源78向X射线源16和移动驱动单元82供电(在移动系统中)。
除接收系统运行数据146外,手持接口装置38还可配置成接收用于操作成像系统12的用户输入命令。图9图示由手持接口装置38接收并且无线传送到成像系统12的各种用户输入和/或用户输入命令160。如之前提到的,用户输入命令160包括X射线源设定值150。对于X射线源设定值150的命令可包括对于X射线源16的照射参数的设定值,例如千伏峰值设定值、毫安设定值、毫安-秒设定值、焦点选择、源到图像距离、源到患者的距离和正交性。并且,用户输入命令160包括X射线源16的移动。该移动可包括通过在固定系统12中的架空管支撑臂14的移动或通过在移动系统12中的支撑臂52和/或支撑柱54的移动而进行的远程可移动X射线源16到期望位置的移动。用户输入命令160还包括用于通过有轮底座58精细移动该移动系统12的移动命令164。如之前提到的,用户输入命令160包括准直器照明器命令166以使准直器照明器66将光照在将在成像序列期间接收X射线辐射的患者20的区域上。
并且,患者可听命令168可包括从装置38到成像系统12的信号以响应于该信号而传送患者可听命令168。这些信号可对应于存储在系统12的控制电路74内的多个预先录制的患者可听命令168。此外,患者可听命令168可采用至少两个口语预先录制。用户可听命令168可通过系统扬声器44传送。然后,没有讲出特定语言的用户可仍然简单地通过经由手持装置选择期望的指令消息来采用患者语言发出指令给患者。并且,如上文提到的,手持接口装置38的某些实施例(例如42)可配置成接收、记录和/或传送用户口授语音输入170。传送的用户口授语音输入170可由成像系统12接收并且将其发出给承受X射线成像的患者20以使其听见。
接着的图10-17图示用于手持接口装置38的使用的各种场景和/或与成像系统12交互。图10图示其中手持接口装置38和成像系统12在期望范围外的场景。图示的成像系统12是移动的,但系统12也可是固定的。成像系统12和/或手持接口装置38配置成确定互相之间的无线信号的强度。可设定对应于装置38和系统12之间的特定距离的预设的期望无线强度。该预设的期望无线强度可根据X射线系统10的建立而变化。当用户36与装置38一起远离系统12移动时,无线强度减小。如果无线强度低于预设的期望无线强度,那么成像系统12和/或手持接口装置38配置成发出用户可感知信号(例如,通过扬声器44、104和/或120的可听音调)以指示系统12和装置38相隔大于期望的距离。
如上文提到的,手持接口装置38的某些实施例(例如,42)可包括跟踪装置144或该装置可配置成基于信号强度或相似的参数进行跟踪。图11图示其中跟踪装置144允许成像系统12追随手持接口装置38的场景。图示的成像系统12是移动系统。成像系统12配置成通过位于装置38内的跟踪装置144跟踪手持接口装置的位点和/或移动。用户36可通过在手持接口装置38上可用的输入装置中的一个(例如,屏幕46)输入命令以使系统12追随装置38。当用户36在建筑物中移动时,系统12通过跟踪装置144跟踪手持接口装置38的位点并且当它移位时追随装置38。这可省掉对于系统被引导、推动或驱动(对于它移动通过机构中的至少一部分)的需要。
手持接口装置38的跟踪装置144的另一个使用在图12中示出。图12图示成像系统12,其中患者20位于X射线源16和图像接收器22之间的台子26上。成像系统12可以是固定或移动系统。X射线源16可通过在固定系统12中的架空管支撑臂14的移动或通过在移动系统12中的支撑臂52和/或支撑柱54的移动而被移动到期望位置。如上文,用户可通过在手持接口装置38上可用的输入装置中的一个(例如,屏幕46)输入命令以用于系统12基于手持接口装置38的位点和/或移动来移动X射线源16到期望位置。当手持接口装置38在3D坐标系内沿x、y和z轴移动时,X射线源16沿相同轴对应地被移动到期望位置。
跟踪装置144还可以相似地用于提供输入给成像系统12以进行期望的X射线图像数据采集序列。图13图示手持接口装置38的使用以进行期望的成像序列。图示的成像系统12如在图12中描述。用户36可通过在手持接口装置38上可用的输入装置中的一个(例如屏幕46)选择图像采集序列模式。一旦采用采集模式,成像系统12配置成通过跟踪装置144来记录手持接口装置38的一个或多个位点并且使用记录的位点作为输入以用于X射线成像序列。记录的位点可用作输入以用于确定由X射线源16进行的断层摄影扫描。例如,使用在手持接口装置38上的输入装置,第一位点A可被选择并且然后由系统12记录。然后,相似地,装置38可用于选择要由系统12记录的第二位点B。当启动X射线成像序列时,辐射源16在位点A和B之间移动以进行期望的成像序列(例如,断层摄影扫描)从而产生在那些位点之间的多个图像172。
图14图示手持接口装置38的使用以计算各种照射参数。图示的成像系统12如在图12中描述的。手持接口装置38和跟踪装置144可如上文描述的用于输入装置38的位点。成像系统12配置成使用装置38的位点用于计算各种照射参数,例如源到图像距离(SID)174、源到患者距离176和患者厚度178。SID176通过将手持接口装置38放置在图像接收器22处并且输入装置38的位点(位点A)来确定。系统12在SID176的计算中使用相对于X射线源16的位点A。源到患者距离176通过放置手持接口装置38在照射将发生的地方中的患者20上并且输入装置38的位点(位点B)来相似地确定。成像系统12然后获取源到患者距离176和SID174之间的区别以用于患者厚度178的计算。患者厚度178可由成像系统12使用以设置照射的X射线剂量参数。
图15图示手持接口装置38的另外使用。成像系统12被图示,其中患者20位于X射线源16和图像接收器22之间的斜面180(例如,床60)上。图像接收器22可具有位于图像接收器22上的栅格(grid)182以减少X射线的散射。成像系统12可以是固定或移动系统。X射线源16可通过在固定系统12中的架空管支撑臂14的移动或通过在移动系统12中的支撑臂52和/或支撑柱54的移动而移动到期望位置。如上文,用户将手持接口装置38放置在图像接收器22和/或栅格182上并且通过输入装置中的一个来输入命令以传送如从跟踪装置144得到的装置38的位点以及从而传送图像接收器22和/网格182的相对位点到系统12。手持接口装置38的所输入的位点用于计算图像接收器22和/或栅格182相对于X射线源16之间的正交性。该计算的正交性在手持接口装置38的屏幕46上显示。基于该计算的正交性,成像系统12还可沿期望的x、y和z轴移动X射线源16。例如,X射线源可最初放置在第一位置A中。在确定X射线源16和图像接收器22和/或栅格182之间的正交性后,系统12可移动X射线源16到具有期望的正交性的第二位置B。
手持接口装置38具有另外的特征。在具有屏幕46的手持接口装置38的实施例中(例如42),屏幕46配置成显示如在图16中图示的患者数据184。患者数据184的类型包括患者20的识别图像186。该识别图像186可通过网络48或成像系统12提供。系统12还可通过系统拍摄装置24提供接收X射线辐射的患者20的解剖的部分或患者20的图像188。该图像188可以是静止或活动物体图像(live image)。并且,该图像188可以是代表患者20的解剖区域的一般图像。由屏幕显示的另外的患者数据184包括例如患者的名字、要成像的解剖、图像的类型和另外的指令或信息等患者识别数据190。屏幕46还显示从系统12接收的患者20的重建X射线图像192(在数字X射线系统10中)。
图17图示屏幕46的使用以控制X射线源16的移动。图示的成像系统12如上文描述的。用户在手持接口装置46的屏幕46上接收患者20的图像188。图示的屏幕46是能够编码通过用户的触摸进行的输入的触摸屏46。用户使用手指或其他物体194以输入用于照射的患者解剖的特定部分的选择196。装置38传送信号给成像系统12,从而指定用于受X射线辐射照射的期望解剖。成像系统12配置成移动X射线源16至适当位置以获取期望的照射。然而,系统12(在数字X射线系统10中)配置成处理X射线图像数据并且产生期望的解剖的重建图像192。手持接口装置38的屏幕46显示期望的解剖的重建图像192。
图18-21图示用于操作手持接口装置38的各种方法。图18图示用于操作手持接口装置38的方法198的流程图。该方法198包括建立成像系统12和手持接口装置38之间的无线通信(框200)。系统12包括上文描述的在图3中的部件。成像系统12和手持接口装置38通过它们相应的无线接口76和124通信。在无线链路建立之后,系统12传送系统运行数据146到手持接口装置38(框202)。手持接口装置38然后基于接收的数据146提供成像系统12的运行状态的用户可检测指示(框204)。除其他指示外,该用户可检测指示包括装置38的震动、来自LED的发光。
图19图示用于操作手持接口装置38的方法206的另一个流程图。该方法206包括如在方法198中描述的建立系统12和装置38之间的无线通信(框208)。在建立无线链接后,用户输入命令至手持接口装置38中用于操作成像系统12(框210)。该用户输入命令160可包括X射线源16的移动或系统12的精细移动(如果可移动的话)作为示例。在命令输入之后,手持接口装置38无线地传送命令给系统(框212),然后成像系统12配置成接收并且执行用于操作该系统12的命令。
图20图示用于在手持接口装置38上查看患者数据的方法214的流程图。该方法214包括如在方法198中描述的建立系统12和装置38之间的无线通信(框216)。手持接口装置38包括配置成显示患者数据184并且接收用户输入的用户可视屏幕46(例如,触摸屏46)。在建立无线链接后,手持接口装置从成像系统12或医疗设施网络48的HIS 88或RIS86接收患者数据184(框218)。成像系统12还可通过系统拍摄装置24传送患者20或患者20的解剖区域的图像188到装置38(框220)。备选地,图像188(例如,代表患者20的解剖区域的一般图像)可由网络48提供。在接收患者数据184后,数据184在屏幕46上显示(框222)。如果患者数据由患者20的图像188构成,用户可选择解剖的期望部分以供照射(框224)。对于要成像的区域的选择196可作为信号传送到系统12(框226)。响应于该信号,X射线源16可需要被移动以做出期望照射。系统12(在数字X射线系统10中)然后可采集并且处理选择的解剖的X射线图像数据(框228)。然后,系统12可产生重建的X射线图像192(框230)。该重建的X射线图像192可传送到手持接口装置38的屏幕46并且在其上显示(框232)。
图21图示用于跟踪手持接口装置38的位点的方法234的流程图。该方法234包括如在方法198中描述的建立系统12和装置38之间的无线通信(框236)。手持接口装置38包括跟踪装置144,其配置成提供手持接口装置的位点并且跟踪其的移动。在建立无线链路后,手持接口装置38的被跟踪的位点和/或移动传送到成像系统12(框238)。成像系统12然后使用跟踪的位点和/或位置作为输入以控制该系统12的至少一个功能(框240)。例如,该输入可用于引导系统12(如果可移动的话)追随手持接口装置38。
上文描述的手持接口装置38提供关于成像系统12的增加的信息给用户同时允许用户在离系统12的一定距离处工作并且提供更安全的环境。该无线设计缓解典型地与电线关联的问题,例如与医疗设备的干扰或对电线随时间的损伤。另外,用户可通过测位信号找到装置38(如果曾经丢失的话)。此外,装置38提供三个不同类型的反馈机构给用户以指示当前照射,其包括可视、可听和可触知(震动)。
手持接口装置38的更高级的特征为用户提供在控制系统12中的更多灵活性(特别地根据由触摸屏46和跟踪装置144提供的高级用户控制特征)。例如,该高级特征将辅助允许用户更好地放置系统12和图像接收器22(特别地当患者20处于复杂位置中时)以用于采集改进的图像。
该书面说明使用示例以公开本发明,其包括最佳模式,并且还使本领域内技术人员能够实践本发明,包括制作和使用任何装置或系统和执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定,并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。
部件列表
10 | X射线系统 | 12 | 图像数据采集系统 |
14 | 架空管支撑臂 | 16 | 辐射源 |
18 | 准直器 | 20 | 患者 |
22 | 检测器 | 24 | 拍摄装置 |
26 | 患者台 | 28 | 壁架 |
30 | 收容结构 | 32 | 工作站 |
34 | 显示器 | 36 | 用户 |
38 | 手持接口装置 | 40 | 手持接口装置 |
42 | 手持接口装置 | 44 | 扬声器 |
46 | 屏幕 | 48 | 网络 |
50 | 移动X射线基站 | 52 | 支撑臂 |
54 | 支撑柱 | 56 | 基本单元 |
58 | 有轮底座 | 60 | 床 |
62 | 系统电子电路 | 64 | 托架 |
66 | 光源 | 68 | 辐射流 |
70 | 辐射的一部分 | 72 | 检测器控制器 |
74 | 控制电路 | 76 | 无线接口 |
78 | 电源 | 80 | 接口电路 |
82 | 移动驱动单元 | 84 | PACS |
86 | RIS | 88 | HIS |
90 | 外壳 | 92 | 准备/曝光按钮 |
94 | 顶部 | 96 | 复位按钮 |
98 | 电力状态LED | 100 | 充电状态LED |
102 | X射线照射LED | 104 | 扬声器 |
106 | 千伏峰值设置 | 108 | 毫安设置 |
110 | 图标 | 112 | LED |
114 | 按钮 | 116 | 按钮 |
118 | 箭头 | 120 | 扬声器/记录器 |
122 | 控制电路 | 124 | 无线接口 |
126 | 处理器 | 128 | 存储器 |
130 | 接口电路 | 132 | 电源 |
134 | 充电接口 | 136 | LED |
138 | 震动马达 | 140 | 准直器照明器按钮 |
142 | 其他装置 | 144 | 跟踪装置 |
146 | 系统运行数据 | 148 | 测位信号 |
150 | X射线源设定 | 152 | 剂量面积乘积 |
154 | 当前照射执行 | 156 | X射线源阻止 |
158 | 系统充电状态 | 160 | 用户输入命令/用户输入 |
162 | X射线源的移动 | 164 | 移动系统的移动命令 |
166 | 准直器照明器命令 | 168 | 患者可听命令 |
170 | 语音输入 | 172 | 多个图像 |
174 | 源到图像距离 | 176 | 源到患者距离 |
178 | 患者厚度 | 180 | 斜面 |
182 | 网格 | 184 | 患者数据 |
186 | 识别患者的图像 | 188 | 患者图像 |
190 | 患者识别数据 | 192 | 重建的X射线图像 |
194 | 手指/对象 | 196 | 选择 |
198 | 方法 | 200 | 步骤 |
202 | 步骤 | 204 | 步骤 |
206 | 方法 | 208 | 步骤 |
210 | 步骤 | 212 | 步骤 |
214 | 方法 | 216 | 步骤 |
218 | 步骤 | 220 | 步骤 |
222 | 步骤 | 224 | 步骤 |
226 | 步骤 | 228 | 步骤 |
230 | 步骤 | 232 | 步骤 |
234 | 方法 | 236 | 步骤 |
238 | 步骤 | 240 | 步骤 |
Claims (17)
1.一种X射线系统,包括:
成像系统,其包括X射线辐射源、X射线图像接收器、用于控制所述X射线辐射源的控制电路以及无线接口;以及
手持接口装置,其配置成与所述成像系统无线通信;
其中所述成像系统配置成跟踪所述手持接口装置的位点以及使用所述位点作为所述成像系统的至少一个控制功能的输入;
其中所述成像系统配置成记录所述手持接口装置的至少一个位点并且使用所记录的位点作为X射线图像采集序列的输入。
2.根据权利要求1所述的X射线系统,其中所述成像系统是移动的,并且配置成当所述手持接口装置在建筑物内移位时追随所述手持接口装置。
3.根据权利要求1所述的X射线系统,其中所述成像系统配置成基于所述手持接口装置的位点命令所述X射线源的移动。
4.根据权利要求1所述的X射线系统,其中所述成像系统配置成记录所述手持接口装置的多个位点并且使用所记录的位点作为用于确定由所述X射线源的断层摄影扫描的输入。
5.根据权利要求1所述的X射线系统,其中所述成像系统配置成使用所述手持接口装置的位点用于计算源到图像的距离。
6.根据权利要求5所述的X射线系统,其中所述成像系统配置成使用所述手持接口装置的另一位点用于计算源到患者的距离。
7.根据权利要求6所述的X射线系统,其中所述成像系统配置成使用所述源到图像的距离和所述源到患者的距离用于计算患者厚度。
8.根据权利要求7所述的X射线系统,其中所述成像系统配置成使用所计算的患者厚度来设置X射线剂量参数。
9.根据权利要求1所述的X射线系统,其中所述成像系统配置成使用所述手持接口装置的位点用于计算所述图像接收器和所述X射线源之间的正交性。
10.一种X射线系统,包括:
手持X射线接口装置,包括:无线接口,其用于与成像系统通信;以及跟踪装置,其配置成提供所述手持X射线接口装置相对于成像系统的位点和/或跟踪所述手持X射线接口装置相对于成像系统的移动,其中所述手持X射线接口装置的所述位点或所跟踪的移动被传送至成像系统作为成像系统的至少一个控制功能的输入;
其中所述手持X射线接口装置配置成命令所述成像系统经由所述手持X射线接口装置的所述位点或所跟踪的移动来执行特定X射线成像采集序列。
11.如权利要求10所述的X射线系统,其中所述跟踪装置包括加速计、磁强计、倾斜仪或陀螺仪。
12.如权利要求10所述的X射线系统,其中所述手持X射线接口装置配置成经由所述手持X射线接口装置的所述位点或所跟踪的移动来命令所述成像系统的移动。
13.如权利要求10所述的X射线系统,其中所述手持X射线接口装置配置成提供所述手持X射线接口装置的所述位点至所述成像系统用于计算源到图像的距离。
14.如权利要求13所述的X射线系统,其中所述手持X射线接口装置配置成提供所述手持X射线接口装置的另一位点至所述成像系统用于计算源到患者的距离。
15.如权利要求10所述的X射线系统,其中所述手持X射线接口装置包括输入装置,其配置成指示所述成像系统记录所述手持X射线接口装置的位点。
16.一种用于跟踪手持接口装置的位点的方法,包括:
在成像系统和手持接口装置之间建立无线通信,该成像系统包括X射线辐射源、X射线图像接收器、用于控制该X射线辐射源的控制电路以及第一无线接口,该手持接口装置包括用于与成像系统无线通信的第二无线接口以及跟踪装置,该跟踪装置配置成提供所述手持接口装置的位点以及跟踪所述手持接口装置的移动,以及
传输所述手持接口装置相对于所述成像系统的所述位点或所跟踪的移动;
使用所述手持接口装置的所述位点或所跟踪的移动作为输入来控制所述成像系统的至少一个功能;
所述成像系统记录来自所述手持接口装置的手持接口装置的位点或所跟踪的移动;并且
所述成像记系统利用所述手持接口装置的位点或所跟踪的移动作为X射线图像采集序列的输入。
17.如权利要求16所述的方法,其中所述成像系统是移动的,并且配置成在所述手持接口装置在建筑物内移位时追随所述手持接口装置。
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